JP2007165340A

JP2007165340A - 誘導加熱調理器

Info

Publication number: JP2007165340A
Application number: JP2007053817A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fujita; 篤志藤田; Takahiro Miyauchi; 貴宏宮内; Motonari Hirota; 泉生弘田; Yuji Fujii; 裕二藤井; Koji Niiyama; 浩次新山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】負荷温度検出を容易にし、インバータ動作が安定した誘導加熱調理器を提供すること。
【解決手段】負荷１５を誘導加熱する加熱コイル１６と、加熱コイル１６から高周波磁界を発生させるインバータ１４と、インバータ１４の出力を制御する出力制御手段１８とを有し、出力制御手段１８が制御する制御対象量を固定し、出力制御手段１８に入力される制御目標量またはその変化を検知することにより、設定した制御目標範囲を超えたもしくは超えようとした場合に制御対象量を変化させるようにしたことにより、負荷温度検出を容易にし、インバータ動作が安定した誘導加熱調理器を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導加熱調理器、特にアルミニウム、銅など低抵抗金属からなる負荷を誘導加熱する調理器に関するものである。

以下、従来の誘導加熱調理器について図３に基づいて説明する。商用電源１を整流素子２で整流し、平滑手段３にて直流電力をインバータ４に供給して、インバータ４ではスイッチング素子７を駆動して高周波磁界を加熱コイル６に発生させ、負荷５を誘導加熱するものである。ここで、負荷５への電力制御を行うため、周波数制御が行われていた。すなわち、周波数制御はスイッチング素子７の駆動周波数を可変することにより電力制御を行っていた。ここで負荷５の温度を検知するため、図示しないサーミスタなどの温度検出素子を調理器のトッププレートに設けていた。

前記従来の構成の誘導加熱調理器は、負荷５の温度検出を行うための温度検出部の熱時定数が大きく、負荷５の温度変化に対する検出遅れが発生していた。また負荷がアルミニウムなど低融点の金属である場合、負荷を空焼きするなど急速に負荷温度が上昇する場合に負荷の温度検知が遅れ、負荷５を損傷する可能性があるという課題を有している。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、負荷温度検出を容易にし、インバータ動作が安定した誘導加熱調理器を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明の誘導加熱調理器は、インバータの出力を制御する出力制御手段を有し、出力制御手段が制御する制御対象量を固定し、出力制御手段に入力される制御目標量またはその変化を検知することにより、設定した制御目標範囲を超えたもしくは超えようとした場合に制御対象量を変化させるようにしているものである。

これによって、負荷温度検出を容易にし、インバータ動作が安定した誘導加熱調理器を提供することが出来る。

以上のように本発明の誘導加熱調理器は、インバータの出力を制御する出力制御手段を有し、出力制御手段が制御する制御対象量を固定し、出力制御手段に入力される制御目標量またはその変化を検知することにより、設定した制御目標範囲を超えたもしくは超えようとした場合に制御対象量を変化させることで、負荷温度検出を容易にするため、インバータ動作が安定した誘導加熱調理器を実現するものである。

請求項１に記載した発明は、負荷を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルから高周波磁界を発生させるインバータと、前記インバータの制御対象量を可変して前記インバータの制御目標量を、設定した制御目標範囲に入るように前記インバータの出力を制御する出力制御手段とを有し、前記出力制御手段は、前記制御対象量を固定し、検知した前記制御目標量またはその変化が、設定した制御目標範囲を超えたもしくは超えようとした場合に前記制御対象量を前記制御目標量が設定した制御目標範囲に収まるように変化させる誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度検出を容易にし、インバータ動作が安定した誘導加熱調理器を提供する。

請求項２に記載の発明は、出力制御手段は、制御対象量を固定したことにより制御目標量が制御目標範囲を超えたもしくは超えようとした頻度または回数により、負荷温度を検知する負荷温度検知手段を有する請求項１に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度検出の追従性がよい誘導加熱調理器を提供する。

請求項３に記載の発明は、出力制御手段は、制御対象量を固定したときに検知した制御目標量の変化により負荷温度を検知する負荷温度検知手段を有する請求項１に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度検出の追従性がよく使い勝手の良い誘導加熱調理器を提供する。

請求項４に記載の発明は、負荷温度検知手段が検知した負荷温度を表示または報知する請求項２または３に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度検出の追従性がよく調理性能のよい誘導加熱調理器を提供する。

請求項５に記載の発明は、負荷温度に対応したインバータの出力制御を行う請求項２〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器とすることにより、負荷温度検出の追従性がよく安全な誘導加熱調理器を提供する。

請求項６に記載の発明は、負荷温度検知手段が検知した負荷温度が異常高温となった場合にインバータを停止する請求項２〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器とすることにより、さらなる安全な誘導加熱調理器を提供する。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

図１において、商用電源１１を整流素子１２で整流し、平滑手段１３にて直流電力をインバータ１４に供給して、インバータ１４ではスイッチング素子１７を駆動して高周波磁界を加熱コイル１６に発生させ、鍋などの負荷１５を誘導加熱するものである。負荷１５への電力制御を行うため、出力制御手段１８により、スイッチング素子１７の駆動周波数を制御対象量として可変し、入力電流を検知する入力検知手段２１により入力電流制御を行い、入力電流を制御目標量として制御目標範囲に入るようにする。入力電流が制御目標範囲に到達したのちは、スイッチング素子１７の駆動周波数を固定し、インバータ１４の動作を安定にする。

すなわち、出力制御手段１８が制御する制御対象量を固定し、出力制御手段１８に入力される制御目標量またはその変化を検知することにより、設定した制御目標範囲を超えたもしくは超えようとした場合に制御対象量を変化させるものである。また、負荷温度検知手段１９の出力に応じて出力制御手段１８によりインバータ１４の出力を制御するようにしている。

図２に本実施例の誘導加熱調理器の駆動周波数−入力電力特性を示しているが、本実施例では加熱コイル１６に直列に共振コンデンサを接続して、ＳＥＰＰインバータとしている。加熱コイル１６と共振コンデンサの共振周波数をピークとした入力電力特性となる。負荷１５としてアルミニウムや銅など低抵抗の金属を誘導加熱する場合、負荷１５を磁気結合した状態での加熱コイル１６と共振コンデンサの共振のＱが大きいため、図のように周波数に対して急峻に入力電力が変化する特性となる。

負荷１５は継続して誘導加熱されており負荷１５の温度は上昇して行く。負荷１５の温度が上昇することにより、加熱コイル１６と共振コンデンサの共振のＱが小さくなり、温度変化に応じて図の点線のように入力電力特性が変化して行く。駆動周波数は固定しているため、入力電流は温度変化に応じて減少する。さらに負荷温度が高くなると、入力電流に対してあらかじめ設定している制御目標範囲を超えようとする。この時点で制御対象量である駆動周波数を変化させ制御目標範囲に入力電流が収まるようにする。これを繰り返し行うことで入力電流が制御目標範囲を超えたもしくは超えようとした頻度または回数を負荷温度検知手段１９で検知して負荷１５の温度を検知することができる。特に負荷１５としてアルミニウムや銅など低抵抗の金属を誘導加熱する場合、負荷１５を磁気結合した状態での加熱コイル１６と共振コンデンサの共振のＱが大きいため、周波数に対して急峻に入力電力が変化し、駆動周波数の変化を検知することは容易に実現出来、温度検知部による時間遅れが発生しない。このため負荷温度検出の追従性がよい誘導加熱調理器を実現している。

また、負荷１５の温度を図示しない液晶やＬＥＤなどにより表示したり、アラーム音や合成音声により報知して使用者に負荷温度を高速に知らせることが出来、使い勝手の良い誘導加熱調理器を実現しているものである。

また、負荷温度検知手段１９の出力に応じて出力制御手段１８により出力を制御して、例えば負荷１５を負荷温度が一定温度になるまで急速に加熱するなど調理性能のよい誘導加熱調理器を実現している。また、調理物がない状態で負荷１５を加熱するなど負荷温度が異常に高温になったことを負荷温度検知手段１９により検知して、インバータ１４を停止して負荷１５への加熱を停止して、さらなる負荷温度の上昇を防止することにより安全な誘導加熱調理器を実現している。

また、制御目標範囲を超えなくとも制御目標値の変化を検出すれば、さらに高速に負荷温度の検出が出来るものである。

なお、本実施例ではインバータ構成は、いわゆるＳＥＰＰとしたが、これにこだわる必要がないのはいうまでもない。また、制御対象量も本実施例では駆動周波数としたが、スイッチング素子１７のオンオフデューティやインバータ１４の入力電圧などとしても本発明の効果は得られるものである。また入力電流を制御目標としたが出力電流、加熱コイル電圧や電流、共振コンデンサの電圧や電流などでも同様に効果が得られるものである。また、従来のサーミスタ、熱伝対などの温度検出素子と併用して負荷温度検知精度を高めるなど出来ることはいうまでもない。

本発明の一実施例である誘導加熱調理器のブロック図同誘導加熱調理器の駆動周波数−入力電力の特性図従来の誘導加熱調理器のブロック図

符号の説明

１４インバータ
１５負荷
１６加熱コイル
１８出力制御手段
１９負荷温度検知手段
２１入力検知手段

Claims

負荷を誘導加熱する加熱コイルと、前記加熱コイルから高周波磁界を発生させるインバータと、前記インバータの制御対象量を可変して前記インバータの制御目標量を、設定した制御目標範囲に入るように前記インバータの出力を制御する出力制御手段とを有し、前記出力制御手段は、前記制御対象量を固定し、検知した前記制御目標量またはその変化が、設定した制御目標範囲を超えたもしくは超えようとした場合に前記制御対象量を前記制御目標量が設定した制御目標範囲に収まるように変化させる誘導加熱調理器。
出力制御手段は、制御対象量を固定したことにより制御目標量が制御目標範囲を超えたもしくは超えようとした頻度または回数により、負荷温度を検知する負荷温度検知手段を有する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
出力制御手段は、制御対象量を固定したときに検知した制御目標量の変化により負荷温度を検知する負荷温度検知手段を有する請求項１に記載の誘導加熱調理器。
負荷温度検知手段が検知した負荷温度を表示または報知する請求項２または３に記載の誘導加熱調理器。
負荷温度検知手段が検知した負荷温度に対応したインバータの出力制御を行う請求項２〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。
負荷温度検知手段が検知した負荷温度が異常高温となった場合にインバータを停止する請求項２〜５のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器。